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- 2021-06-11 发布
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8
.
5
.
2
直线与平面平行
课标阐释
思维脉络
1
.
理解并掌握直线与平面平行的判定定理
.
(
数学抽象
)
2
.
理解并掌握直线与平面平行的性质定理
.
(
数学抽象
)
3
.
会证明直线与平面平行的判定定理和性质定理
.
(
逻辑推理
)
4
.
能够应用直线与平面平行的判定定理和性质定理证明相关问题
.
(
逻辑推理、直观想象
)
激趣诱思
知识点拨
在我们教室里
,
一般地
,
日光灯所在的直线与地面是平行的
;
将一本书平放在桌面上
,
翻动书的硬皮封面
,
则封面的外边缘所在直线与桌面是平行的
;
我们还注意到门的两边是平行的
,
当门绕着一边转动时
,
另一边始终与门框所在的平面是平行的
.
这些生活中的实例都给我们直线与平面平行的印象
.
激趣诱思
知识点拨
知识点一、直线与平面平行的判定
定理
文字语言
如果
平面外
一条直线与此平面内的一条直线
平行
,
那么该直线与此平面平行
图形语言
符号语言
a
⊄
α
,b
⊂
α
,
且
a
∥
b
⇒
a
∥
α
作
用
证明直线与平面
平行
名师点析
(1)
线面平行的判定定理包含三个条件
:
①
平面外一条直线
;
②
平面内一条直线
;
③
两条直线平行
.
这三个条件缺一不可
.
(2)
定理充分体现了等价转化思想
,
它将线面平行问题转化为线线平行问题
,
即线线平行
⇒
线面平行
.
激趣诱思
知识点拨
微思考
如果直线
a
与平面
α
内的一条直线
b
平行
,
直线
a
与平面
α
一定平行吗
?
提示
:
不一定
,
直线
a
可能在平面
α
内
.
微练习
能保证直线
a
与平面
α
平行的条件是
(
)
A.
b
⊂
α
,
a
∥
b
B.
b
⊂
α
,
c
∥
α
,
a
∥
b
,
a
∥
c
C.
b
⊂
α
,
A
,
B
∈
a
,
C
,
D
∈
b
,
且
AC
∥
BD
D.
a
⊄
α
,
b
⊂
α
,
a
∥
b
答案
:
D
激趣诱思
知识点拨
知识点二、直线与平面平行的性质
定理
文字语言
一条直线与一个平面平行
,
如果
过该直线
的平面与此平面相交
,
那么该直线与交线
平行
图形
语言
符号
语言
a
∥
α
,a
⊂
β
,
α
∩
β
=b
⇒
a
∥
b
作用
证明两条直线
平行
激趣诱思
知识点拨
名师点析
(1)
定理的条件可理解为有三条
:
①
a
∥
α
;
②
α
∩
β
=b
;
③
a
⊂
β
.
这三个条件缺一不可
.
(2)
当
a
∥
α
时
,
过
a
的任何平面与
α
的交线都与
a
平行
,
即
a
可以和
α
内的无数条直线平行
,
但不是任意的
.
平面
α
内凡是不与
a
平行的直线
,
都与
a
异面
.
激趣诱思
知识点拨
微练习
(1)
如图
,
在三棱锥
S-ABC
中
,
E
,
F
分别是
SB
,
SC
上的点
,
且
EF
∥
平面
ABC
,
则
(
)
A.
EF
与
BC
相交
B.
EF
∥
BC
C.
EF
与
BC
异面
D.
以上均有可能
解析
:
∵
平面
SBC
∩
平面
ABC=BC
,
又
∵
EF
∥
平面
ABC
,
∴
EF
∥
BC.
答案
:
B
激趣诱思
知识点拨
(2)
判断下列说法是否正确
,
正确的在后面的括号内画“
√
”
,
错误的画“
×”
.
①
若直线
l
∥
平面
α
,
直线
a
⊂
平面
α
,
则
l
∥
a.
(
)
②
若直线
l
∥
平面
α
,
则
l
与平面
α
内的任意一条直线都不相交
.
(
)
③
若直线
m
∥
平面
α
,
n
∥
平面
α
,
则
m
∥
n.
(
)
答案
:
①
×
②√
③
×
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
直线与平面平行的判定
例
1
如图
,
在正方体
ABCD-A
1
B
1
C
1
D
1
中
,
点
N
在
BD
上
,
点
M
在
B
1
C
上
,
且
CM=DN.
求证
:
MN
∥
平面
AA
1
B
1
B
.
分析
(
方法一
)
作
ME
∥
BC
,
交
BB
1
于点
E
,
作
NF
∥
AD
,
交
AB
于点
F
,
连接
EF
,
转化为证明
MN
∥
EF.
(
方法二
)
连接
CN
并延长交
BA
所在直线于点
P
,
连接
B
1
P
,
转化为证明
MN
∥
B
1
P.
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
证明
:
(
方法一
)
如图
①
,
作
ME
∥
BC
,
交
BB
1
于点
E
,
作
NF
∥
AD
,
交
AB
于点
F
,
连接
EF
,
则
EF
⊂
平面
AA
1
B
1
B
,
∴
ME=NF.
又
ME
∥
BC
∥
AD
∥
NF
,
∴
四边形
MEFN
为平行四边形
.
∴
MN
∥
EF.
∵
MN
⊄
平面
AA
1
B
1
B
,
EF
⊂
平面
AA
1
B
1
B
,
∴
MN
∥
平面
AA
1
B
1
B.
①
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
(
方法二
)
如图
②
,
连接
CN
并延长交
BA
所在直线于点
P
,
连接
B
1
P
,
则
B
1
P
⊂
平面
AA
1
B
1
B.
∵△
NDC
∽△
NBP
,
∵
MN
⊄
平面
AA
1
B
1
B
,
B
1
P
⊂
平面
AA
1
B
1
B
,
∴
MN
∥
平面
AA
1
B
1
B.
②
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
反思感悟
证明
:
线面平行的思路及步骤
证明直线与平面平行
,
可以用定义
,
也可以用判定定理
,
但说明直线与平面没有公共点不是很容易
(
当然也可用反证法
),
所以更多的是用判定定理
,
用判定定理证明直线与平面平行的步骤如下
:
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
变式训练
如图
,
P
是
▱
ABCD
所在平面外一点
,
E
,
F
分别为
AB
,
PD
的中点
,
求证
:
AF
∥
平面
PEC.
证明
:
设
PC
的中点为
G
,
连接
EG
,
FG.
∵
F
为
PD
的中点
,
∴
GF
∥
CD
,
且
GF= CD
.
∵
AB
∥
CD
,
AB=CD
,
E
为
AB
的中点
,
∴
GF
∥
AE
,
GF=AE
,
∴
四边形
AEGF
为平行四边形
,
∴
EG
∥
AF.
又
∵
AF
⊄
平面
PEC
,
EG
⊂
平面
PEC
,
∴
AF
∥
平面
PEC.
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
直线与平面平行性质定理的应用
例
2
如图
,
用平行于四面体
ABCD
的一组对棱
AB
,
CD
的平面截此四面体
.
求证
:
截面
MNPQ
是平行四边形
.
分析
根据已知
AB
∥
平面
MNPQ
,
CD
∥
平面
MNPQ
,
根据线面平行的性质定理
,
找出经过直线的平面与平面
MNPQ
的交线
,
转化为线线平行即可得证
.
证明
:
因为
AB
∥
平面
MNPQ
,
平面
ABC
∩
平面
MNPQ=MN
,
且
AB
⊂
平面
ABC
,
所以由线面平行的性质定理
,
知
AB
∥
MN.
同理
,
AB
∥
PQ
,
所以
MN
∥
PQ.
同理可得
MQ
∥
NP.
所以截面
MNPQ
是平行四边形
.
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
反思感悟
1
.
利用线面平行的性质定理解题的
步骤
2
.
运用线面平行的性质定理时
,
应先确定线面平行
,
再寻找过已知直线的平面与这个平面相交的交线
,
然后确定线线平行
.
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
延伸探究
2
若本例中添加条件
:
AB
⊥
CD
,
AB=
10,
CD=
8,
且
BP
∶
PD=
1
∶
1,
求四边形
MNPQ
的面积
.
解
:
由例
2
知
,
四边形
MNPQ
是平行四边形
,
∵
AB
⊥
CD
,
∴
PQ
⊥
QM
,
∴
四边形
MNPQ
是矩形
.
∵
BP
∶
PD=
1
∶
1,
∴
PQ=
5,
QM=
4,
∴
四边形
MNPQ
的面积为
5
×
4
=
20
.
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
线面平行性质定理与判定定理的综合应用
例
3
求证
:
如果一条直线和两个相交平面都平行
,
那么该直线与相交平面的交线平行
.
分析
先写出已知求证
,
再借助线面平行的性质定理与判定定理求解
.
解
:
已知
:
a
,
l
是直线
,
α
,
β
是平面
.
a
∥
α
,
a
∥
β
,
且
α
∩
β
=l.
求证
:
a
∥
l
.
证明
:
如图
,
在平面
α
内任取一点
A
,
且使
A
∉
l.
∵
a
∥
α
,
∴
A
∉
a.
故点
A
和直线
a
确定一个平面
γ
,
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
设
γ
∩
α
=m.
同理
,
在平面
β
内任取一点
B
,
且使
B
∉
l
,
则点
B
和直线
a
确定平面
δ
,
设
δ
∩
β
=n.
∵
a
∥
α
,
a
⊂
γ
,
γ
∩
α
=m
,
∴
a
∥
m.
同理
a
∥
n
,
则
m
∥
n.
又
m
⊄
β
,
n
⊂
β
,
∴
m
∥
β
.
∵
m
⊂
α
,
α
∩
β
=l
,
∴
m
∥
l.
又
a
∥
m
,
∴
a
∥
l.
反思感悟
利用线面平行的判定定理和性质定理
,
可以完成线线平行与线面平行的相互转化
,
转化思想是一种重要数学思想
.
该转化过程可概括为
:
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
延伸探究
若本例中条件改为
“
α
∩
β
=l
,
γ
∩
β
=m
,
γ
∩
α
=n
,
且
l
∥
m
”,
试判断直线
l
,
m
,
n
的位置关系
,
并说明你的理由
.
解
:
三条直线
l
,
m
,
n
相互平行
.
证明如下
,
如图
,
∵
l
∥
m
,
m
⊂
γ
,
l
⊄
γ
,
∴
l
∥
γ
.
又
l
⊂
α
,
α
∩
γ
=n
,
∴
l
∥
n.
又
l
∥
m
,
∴
m
∥
n
,
即直线
l
,
m
,
n
相互平行
.
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
分类讨论思想在线面平行中的应用
典例
已知
BC
∥
平面
α
,
D
在线段
BC
上
,
A
∉
α
,
直线
AB
,
AC
,
AD
分别交
α
于点
E
,
G
,
F
,
且
BC=a
,
AD=b
,
DF=c
,
求
EG
的长
.
解
:
(1)
当
BC
位于点
A
与平面
α
之间时
,
①
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
②
③
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
方法点睛
本题中点
A
的位置有三种情况
:
①
BC
在点
A
与平面
α
之间
;
②
点
A
在
BC
与平面
α
之间
;
③
平面
α
在点
A
与
BC
之间
.
解题时容易只考虑其中一种情形而漏解
.
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
1
.
平面
α
与
△
ABC
的两边
AB
,
AC
分别交于点
D
,
E
,
且
AD
∶
DB=AE
∶
EC
,
如图所示
,
则
BC
与
α
的位置关系是
(
)
A.
平行
B
.
相交
C
.
异面
D
.BC
⊂
α
解析
:
在
△
ABC
中
,
∵
AD
∶
DB=AE
∶
EC
,
∴
BC
∥
DE.
∵
BC
⊄
α
,
DE
⊂
α
,
∴
BC
∥
α
.
答案
:
A
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
2
.
如图所示
,
过正方体
ABCD-A
1
B
1
C
1
D
1
的棱
BB
1
作一平面交平面
CDD
1
C
1
于
EE
1
,
则
BB
1
与
EE
1
的位置关系是
(
)
A.
平行
B.
相交
C.
异面
D.
不确定
解析
:
∵
BB
1
∥
CC
1
,
BB
1
⊄
平面
CDD
1
C
1
,
CC
1
⊂
平面
CDD
1
C
1
,
∴
BB
1
∥
平面
CDD
1
C
1
.
又
BB
1
⊂
平面
BEE
1
B
1
,
平面
BEE
1
B
1
∩
平面
CDD
1
C
1
=EE
1
,
∴
BB
1
∥
EE
1
.
答案
:
A
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
3
.
如图
,
在长方体
ABCD-A
1
B
1
C
1
D
1
中
,
与
BC
平行的平面是
;
与
BC
1
平行的平面是
;
与平面
A
1
B
1
C
1
D
1
和平面
A
1
B
1
BA
都平行的棱是
.
解析
:
观察题图
,
根据判定定理可知
,
与
BC
平行的平面是平面
A
1
B
1
C
1
D
1
与平面
ADD
1
A
1
;
与
BC
1
平行的平面是平面
ADD
1
A
1
;
因为平面
A
1
B
1
C
1
D
1
与平面
A
1
B
1
BA
的交线是
A
1
B
1
,
所以与其都平行的棱是
DC.
答案
:
平面
A
1
B
1
C
1
D
1
与平面
ADD
1
A
1
平面
ADD
1
A
1
DC
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
4
.
如图所示
,
在空间四边形
ABCD
中
,
AC
,
BD
为其对角线
,
E
,
F
,
G
,
H
分别为
AC
,
BC
,
BD
,
AD
上的点
,
若四边形
EFGH
为平行四边形
,
求证
:
AB
∥
平面
EFGH.
证明
:
∵
四边形
EFGH
为平行四边形
,
∴
EF
∥
GH.
∵
GH
⊂
平面
ABD
,
EF
⊄
平面
ABD
,
∴
EF
∥
平面
ABD.
∵
EF
⊂
平面
ABC
,
平面
ABC
∩
平面
ABD=AB
,
∴
EF
∥
AB.
∵
AB
⊄
平面
EFGH
,
EF
⊂
平面
EFGH
,
∴
AB
∥
平面
EFGH.
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